JPH08285096A

JPH08285096A - 仕切弁

Info

Publication number: JPH08285096A
Application number: JP9046295A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Iiizumi; 博英飯泉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】遠隔停止操作させた時の弁体停止状態におい
て、システム立上げ時などの初期段階で遮断性を向上さ
せた仕切弁を提供する。【構成】弁箱11と、この弁箱11内に収納された弁体13
と、この弁体13を着座する弁座12とを具備した仕切弁10
において、弁箱11と弁体13との接触部分に流体出口側へ
向けて勾配部18を形成する。弁体13に第１および第２の
板ばね15，16を設ける。弁閉操作時に第１および第２の
板ばね15，16が弁箱11や弁棒19の勾配部18に接触するこ
とにより弁体13が出口側に移動する。これにより弁閉操
作時に弁入口側と出口側の差圧が小さい場合でも弁体13
を弁座12に接触させることで、遮断性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体の流れを制御する仕
切弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】弁の操作方法には空気および電気等を利
用し開閉操作させるものがある。この遠隔操作可能な仕
切弁は全閉時弁体が弁座に突っ込み過ぎて開動作しない
事象が生じないように、自動閉操作時、弁体と弁座が着
座しない状態で空隙が形成されている。

【０００３】その際、空隙があっても仕切弁は、弁入口
側の一次圧力と弁出口の二次圧力との圧力差による流体
の流れによって、弁体が圧力の低い弁出口側へ移動して
弁座面と接触し、その状態で一次圧力が弁体入口側より
負荷され流体の流れを遮断するものとなっている。

【０００４】ここで、図５を参照して従来の仕切弁の構
造について説明する。仕切弁１を構成する弁箱２の内部
には弁体３と接触する弁座４が形成されている。この弁
体３の上部には弁棒５と連結可能なように結合部６が設
けられている。また、弁棒５の端部には、この弁体３の
結合部６へ挿入後、上下方向の運動によっても外れるこ
とのない連結部７が形成されている。

【０００５】弁体３は弁座４と接触する面が円形状とな
っており、全開から全閉させる際、弁体３の下部が弁座
４と当たらないように断面がくさび状に形成されてい
る。このため、空気および電気による遠隔操作により閉
動作させても突っ込み防止のために弁体３は弁座４に着
座させない中立状態となっている。

【０００６】また、弁体３には図６（ａ）（ｂ）に示す
ように弁体３の周面にはガイドイヤ部８が突出して形成
されている。図６（ｂ）に示すようにガイドイヤ部８
は、弁箱２の内部に形成されたガイド部９に収納され挿
脱する。

【０００７】このため、弁体３の弁入口側と出口側への
動きが制限され、弁開状態において流体の圧力などによ
り弁体３が移動し弁棒５より落下することを防止してい
る。なお、通常状態においては、ガイドイヤ部８とガイ
ド部８は接触していない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
仕切弁は、閉動作時における中立状態でも弁入口側と出
口側の圧力差がある場合は弁体３の片側が弁座４と接触
し、流体の流れを遮断するものとなっている。

【０００９】しかし、閉操作をさせたときの弁体３の停
止状態では弁体３と弁座４との間に空隙があることか
ら、弁入口側と出口側の差圧が小さい場合、および差圧
を弁に負荷する際圧力が高くなる側の圧力上昇速度が遅
い場合には、弁体３の片寄りが生じにくく、流体の遮断
が困難となる。

【００１０】そのため、流体の流れを遮断する機能を果
たさない課題があり、弁二次側からの漏洩が回避困難と
なるおそれがあった。また、弁二次側が他の弁等で閉鎖
されている場合、弁二次側のラインの圧力が弁一次側圧
力と均圧され、圧力が上昇する事象を招く課題があっ
た。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、遠隔停止操作させたときの弁体停止位置において、
弁体片側を弁座面に接触させるものとし、システム立上
げ時などの初期段階で遮断性を向上させることのできる
仕切弁を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明においては、流体
が流れる弁箱内に弁体が収納され、前記弁箱内には前記
弁体と接触する弁座が形成され、前記弁体の上部に弁棒
と連結する結合部が設けられ、前記弁棒の端部に前記結
合部に挿入する連結部が接続され、前記弁体にガイドイ
ヤ部が形成され、このガイドイヤ部が前記弁箱内に形成
したガイド部に挿脱される仕切弁において、前記弁箱の
ガイド部と前記弁体のガイドイヤ部に前記流体の出口側
へ向けて勾配部を形成してなることを特徴とする。ま
た、前記勾配部に弾性体を設け、この弾性体は弁閉操作
時に弁箱と弁体に形成された勾配部に接触することを特
徴とする。

【００１３】

【作用】このように構成された仕切弁においては、弁体
を閉動作させた際、弁箱に形成された勾配部に沿って弁
体が流体出口側に移動するとともに、弾性体による弾性
力を利用して弁体を弁座面に押付けることが可能となる
ため、弁の上流側と下流側で差圧がなくとも弁体が弁座
面に接触することができる。

【００１４】したがって、弁閉操作時に弁体を弁座面に
接触させることで入口側と出口側の差圧が小さい場合の
遮断性を向上できる。また、弁体が出口側弁座面のみに
接触している状態から出口側と入口側の両弁座面に接触
した状態へ移行させる場合には、必要な閉操作力が明確
に変わるため、トルク管理等により弁体のはさまりを防
止することが容易となる。

【００１５】

【実施例】図１から図４を参照しながら本発明に係る仕
切弁の一実施例を説明する。図１（ａ）は本実施例の仕
切弁の縦断面図、（ｂ）は（ａ）において流体出口側か
ら矢視した縦断面図である。

【００１６】図１（ａ），（ｂ）において、本実施例の
仕切弁10を構成する弁箱11の内部には弁座12が設けてあ
り、閉状態において弁座12は弁体13と接触する。図２に
示すとおり弁体13の両側上下方向にはガイドイヤ部14が
設けてあり、ガイドイヤ部14の流体入口側と出口側面に
は弾性体として図１に示すようにそれぞれ第１の板ばね
15と第２の板ばね16が設けられている。ここで、第１の
板ばね15には第２の板ばね16よりも弾性率の大きいばね
を使用している。

【００１７】ガイドイヤ部14は弁箱11の内部に設けられ
たガイド部17に収納し挿脱される。ガイド部17の流体入
口側面には勾配部18が流体入口側から出口側へ向けて形
成されており、勾配部18は弁閉動作時にガイドイヤ部14
に設けられた第１の板ばね15と接触する。

【００１８】弁体13の上部には弁棒19と連結可能な結合
部20が設けられている。一方、弁棒19の端部には結合部
20へ挿入される連結部21が設けてある。弁棒19先端の連
結部21の下面四隅には脚部22が４個設けられている。

【００１９】この脚部22は弁体13と弁棒19との接触面積
を小さくし摩擦抵抗を低減することで、弁閉動作時に弁
体13を流体出口方向へ移動しやすくしている。なお、図
２は図１に示す仕切弁の弁体13，連結部21およびガイド
部17を分解した状態を斜視図で示している。

【００２０】しかして、本実施例にかかる仕切弁は前述
に示す構造としていることから、図３（ｂ）に示すとお
り弁閉動作時に第１の板ばね15が勾配部18と接触するこ
とにより、弁体13が閉方向へ移動するにつれて第１の板
ばね15が縮む。このため弁閉動作時に第１の板ばね15の
弾性力により弁体13を流体出口方向へ移動させることが
できる。

【００２１】図３（ｃ）に示すように弁閉状態において
は弁体13を弁座面12に接触させることができる。さらに
弁体13を閉方向へ移動させた場合には図３（ｄ）に示す
とおり、第１の板ばね15が変形することで、流体出口側
と流体入口側の双方を遮断することができる。

【００２２】ここで、図３（ａ）〜（ｃ）の状態まで動
作させる場合に、第１の板ばね15の弾性力による弁体13
と弁座12が接触しながら閉動作すると、弁座12に傷をつ
けたり摩耗を早めることとなり、閉状態においても弁体
13と弁座12からの漏洩が生じやすくなる。

【００２３】よって、図３（ｂ）に示すように勾配部18
の出口側面に接触している第２の板ばね16により第１の
板ばね15の弾性力を受けるものとし、弁閉動作中におい
ては弁体13と弁座12が接触しない構造としている。この
とき弁閉状態においては図５（ｃ）に示すとおり弁体13
を弁座12に接触させるよう、勾配部14の角度や第１の板
ばね15，第２の板ばね16の弾性率等を適切に選択してい
る。

【００２４】図４（ａ）および（ｂ）は、弁閉操作時に
弁体に生じる力を示したものである。弁閉動作時に弁体
13を閉方向へ移動させる際、図４（ａ）に示すとおり第
１の板ばね15の弾性力23や第１の板ばね15や第２の板ば
ね16とガイド部17との間に生じる摩擦力24により、弁体
13にモーメントＡ25が生じる。

【００２５】また、図４（ｂ）に示すとおり第１の板ば
ね15や第２の板ばね16とガイド部17との摩擦力24により
弁体13に第２のモーメント26が生じる。第１および第２
のモーメント25や26により弁体13が傾くことのないよう
に、弁棒19は脚部22により弁体13と接触させる構造と
し、さらに連結部21の面積を大きくして脚部22間の距離
を広くしている。このため、弁体13を直立状態に保った
まま閉動作させることができる。

【００２６】ここで、第１の板ばね15の弾性率を第２の
板ばね16の弾性率より大きくした場合、弁閉操作時に必
要な力の変化について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）の
状態において弁体13を移動させる際に必要な力をＦ１と
し、第１の板ばね15と第２の板ばね16の弾性率をそれぞ
れＫＡ，ＫＢとして、第１および第２の板ばね15, 16と
ガイド部17との間の摩擦力をＭ１とする。

【００２７】弁体13を閉動作させる際に必要な力Ｆ１は
主にガイド部17と第１および第２の板ばね15，16との間
の摩擦力Ｍ１による力である。ここで、摩擦力Ｍ１は主
に第１および第２の板ばね16を弾性変形させるために必
要な力に比例する。

【００２８】この力は弾性率（ＫＡ・ＫＢ）／（ＫＡ＋
ＫＢ）のばねを変形させる力であるので、結局、Ｆ１は
弾性率（ＫＡ・ＫＢ）／（ＫＡ＋ＫＢ）のばねを変形さ
せる力に比例する。

【００２９】一方、図３（ａ）〜（ｄ）の状態に弁体13
を移動させる際に必要な力をＦ２とし、第１の板ばね15
とガイド部17、第２の板ばね16とガイド部17、および弁
体13と弁座12との間の摩擦力をＭ２とする。弁体13を閉
操作させる際に必要な力Ｆ２は主に摩擦力Ｍ２による力
である。

【００３０】ここで、図３（ｃ）から（ｄ）の状態へ弁
体13を移動させる場合には、第１の板ばね15はさらに変
形するが、その反力は第２の板ばね16の弾性力ではなく
弁体と接触する弁座にて受けるため、第２の板ばね16の
弾性力は摩擦力Ｍ２には寄与しない。

【００３１】このため、摩擦力Ｍ２は主に第１の板ばね
15を弾性変形させるために必要な力に比例する。第１の
板ばね15の弾性率はＫＡであるので、弁体13を閉動作さ
せる際に必要な力Ｆ２は弾性率ＫＡのばねを変形させる
力に比例することとなる。

【００３２】ここで、Ｆ１とＦ２を比較した場合、上記
のとおりＦ１は弾性率（ＫＡ・ＫＢ）／（ＫＡ＋ＫＢ）
のばねを変形させるために必要な力に比例し、Ｆ２は弾
性率ＫＡの第１の板ばね15を変形させるために必要な力
に比例するものであるから、ＫＡ＞ＫＢとすれば（ＫＡ
・ＫＢ）／（ＫＡ＋ＫＢ）＜ＫＡよりＦ１＜Ｆ２とな
る。

【００３３】よって、弁体13を開状態から閉状態にする
のに必要な力は、図３（ａ）〜（ｃ）の状態まではＦ１
であらわされ、弁体13が閉方向に移動するにつれ徐々に
大きくなるが、図３（ｃ）の状態を境に弁体を閉方向に
移動させるために力はＦ１からＦ２に移行することとな
る。したがって、閉動作時に必要な力を計測することに
より、弁体13が図３（ｃ）の状態にあることを確実に検
知することが可能である。

【００３４】上記実施例において、弁棒先端の弁体との
接触部面積を大きくし、接触部分に脚部を設け、弁棒と
弁体とは脚部のみで接触させる。このような仕切弁にお
いて閉操作に必要な力、つまりトルク管理することによ
り、弁閉操作時の弁体のはさまりを防止できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、弁閉動作時の初期段階
において弁体が弁座面に接触している状態になるため弁
出口側と入口側の差圧が小さい場合やプラント運転開始
の初期段階において昇圧速度が小さい場合においても、
流体の漏洩遮断性を向上させることができる。また、弁
閉動作させるために必要な力を管理することにより、容
易に弁体が出口側弁座面に接触しかつ入口側弁座面には
接触していない状態とすることができ、確実に弁のはさ
まりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る仕切弁の一実施例を示す
縦断面図、（ｂ）は（ａ）において流体出口側から矢視
した縦断面図。

【図２】図１における弁体，弁棒連結部およびガイド部
を分解して示す斜視図。

【図３】（ａ）から（ｄ）は図１における本発明に係る
仕切弁の閉動作の状態を順次示す縦断面図。

【図４】（ａ）は図１における仕切弁の閉動作時に弁体
に生じる力を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）において流
体出口側から矢視した縦断面図。

【図５】従来の仕切弁を示す縦断面図。

【図６】（ａ）は図５における弁体，ガイドイヤ部およ
び結合部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ
矢視断面図。

【符号の説明】

11…弁箱、12…弁座、13…弁体、14…ガイドイヤ部、15
…第１の板ばね、16…第２の板ばね、17…ガイド部、18
…勾配部、19…弁棒、20…結合部、21…連結部、22…脚
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流れる弁箱内に弁体が収納され、
前記弁箱内には前記弁体と接触する弁座が形成され、前
記弁体の上部に弁棒と連結する結合部が設けられ、前記
弁棒の端部に前記結合部に挿入する連結部が接続され、
前記弁体にガイドイヤ部が形成され、このガイドイヤ部
が前記弁箱内に形成したガイド部に挿脱される仕切弁に
おいて、前記弁箱のガイド部と前記弁体のガイドイヤ部
に前記流体の出口側へ向けて勾配部を形成してなること
を特徴とする仕切弁。
【請求項２】前記ガイドイヤ部は前記弁体の両側上下
方向に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
仕切弁。
【請求項３】前記弁棒の端部に接続した連結部の下面
に胴部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の仕
切弁。
【請求項４】前記ガイド部または前記ガイドイヤ部の
少なくとも一方の勾配部に弾性体を設けてなることを特
徴とする請求項１記載の仕切弁。
【請求項５】前記弾性体は弾性率の異なる材料で複数
個設けられてなることを特徴とする請求項４記載の仕切
弁。
【請求項６】前記弾性体は板ばねからなることを特徴
とする請求項４記載の仕切弁。